機尾亂流
机尾乱流(英語:wake turbulence)(简称:尾流)是飞机飞行时在其后方形成的一种大气扰动。主要包括翼尖涡流和喷气尾流,即喷气发动机排出的高速气流。
在飞机起飞和降落阶段,机尾乱流特别危险。此时,飞机通常以较大的迎角飞行,这种姿态更容易形成强烈的涡流。在机场附近,可能有多架飞机以低速和低空飞行,飞机在遭遇异常时的恢复空间也相应减少。[1]
定义
机尾乱流是晴空乱流的一种。重型飞机的机翼会产生旋转的双涡流,这种涡流在飞机经过后可能会持续较长时间,甚至超过一分钟。遇到这些旋转涡流时,无论是在空中还是地面,较小的飞机可能会受到严重干扰,甚至发生倒转。[來源請求]
在固定翼飞机的平飞过程中
从前后方观察固定翼飞机平飞时,涡流的方向是向外、向上并绕着机翼尖端旋转。大型飞机的测试表明,涡流始终保持在不到一个翼展的距离内,随着风向漂移,并且会在高于翼展距离的高度上存在。测试还表明,涡流以每分钟数百英尺的速度下沉,随着时间的推移和与产生涡流的飞机的距离增加,其下沉速度会减慢,强度也会逐渐减弱。
在高空,涡流每分钟下沉约90—150米(300—490英尺),并在距离产生涡流的飞机飞行高度下方约150—270米(490—890英尺)的范围内稳定下来。因此,飞行高度相差600米(2,000英尺)以上运行的飞机受涡流影响的风险较小。[2]
当大型飞机的涡流下沉距离地面约100—200英尺(30—61米)时,通常会以每小时2—3 kn(3.7—5.6 km/h;2.3—3.5 mph)的速度横向移动。侧风会削弱上风涡旋的横向运动,并增加顺风涡旋的运动。
直升机
直升机同样会产生机尾乱流。直升机的尾流有时比同等重量的固定翼飞机尾流更强。当直升机以较低速度(20至50节)飞行时,尾流达到最强。轻型双桨直升机产生的尾流与多桨叶重型直升机产生的尾流一样强。例如,贝尔波音 V-22 鱼鹰倾转旋翼机的旋翼尾流十分强大,甚至可能导致坠机。[3]
避免危险
尽管翼尖装置可稍微减弱翼尖涡流的强度,但其影响不足以改变跟随其他飞机时的安全间隔要求[4]
尾流类别
国际民航组织根据飞机的最大起飞重量(MTOW)定义了尾流类别,用于起飞和降落时的间隔控制。
根据尾流类别,起飞、降落和巡航阶段的间隔标准各有不同。空中交通管制员会根据这些标准对进行仪表进近的飞机进行排序。对于目视进近的飞机,管制员会提供建议的间隔,而飞行员需自行保持与前机的安全距离。[5] (p. 9)
平行或交叉跑道
在起飞和降落时,静风条件下,飞机的尾流会下沉到地面并横向远离跑道。当出现三到五节(3–6英里/小时;6–9公里/小时)的横风时,上风涡流可能保持在跑道上空,而下风涡流则可能漂移到另一条跑道,这种情况将会带来潜在的危险。 [5] (p. 10)
警示特征
无预警的飞机晃动(例如机翼摆动)可能是机尾乱流引起的。因此,保持情境意识至关重要。在进近阶段遇到尾流十分常见。如果飞行员怀疑被尾流影响,应尽快避开,并考虑执行复飞或终止进近,防止遇到更强的尾流。
尽管尾流有时看似温和,但在某些严重事故中,飞行员因试图继续降落而遭遇强烈乱流,导致无法恢复控制。因此,在遇到乱流影响时,飞行员应立即采取规避行动,而不应依赖飞机系统的提示。
板线
2020年,研究人员研究在跑道入口附近安装“板线”,尝试通过引发次生涡流来缩短尾流持续时间。在维也纳国际机场的试验安装中,有报告称涡流减少了 22%-37%。[6] [7]
测量
机尾乱流可以通过多种技术进行测量。国际民航组织(ICAO)目前认可的测量方法包括声层析成像和多普勒激光雷达,而后者已经是成熟的商业化解决方案。
听觉感受
在特定条件下,地面观察者有时可以听到机尾乱流的声音。[8]
例如在静风条件下,重型喷气机进近时产生的机尾乱流会发出低沉的轰鸣声或哨声,代表涡流强劲。如果涡流较弱,则声音类似撕扯纸张的声音。通常,飞机的直接噪音消退几秒后,可以听到机尾乱流的声音。声音持续时间可能长达30秒,且音色会随时间变化,伴随沙沙声和裂响声,直到完全消失。
参见
参考
- ^ AIM Page-569. faraim.org.
- ^ Jumpseat: Assaulted by an A380. flyingmag.com. 26 February 2013 [22 April 2018]. (原始内容存档于1 October 2017).
- ^ AFSOC Crash Report Faults Understanding Of Osprey Rotor Wake. AOL Defense. 30 August 2012. (原始内容存档于23 September 2012).
- ^ Aircraft Wake Turbulence. U.S. Department of Transportation Federal Aviation Administration. AC No: 90-23G: 24. February 10, 2014 [2023-03-05].
- ^ 5.0 5.1 Aerodynamics of Flight (PDF).
- ^ Holzäpfel, Frank; Stephan, Anton; Rotshteyn, Grigory; Körner, Stephan; Wildmann, Norman; Oswald, Lothar; Gerz, Thomas; Borek, Günther; Floh, Alexander; Kern, Christian; Kerschbaum, Markus. Mitigating Wake Turbulence Risk During Final Approach via Plate Lines. AIAA Journal. November 2021, 59 (11): 4626–4641 [5 August 2023]. Bibcode:2021AIAAJ..59.4626H. ISSN 0001-1452. doi:10.2514/1.J060025 (英语).
- ^ Rienth, Thorsten. Mitigating wake turbulence to increase airport capacity. June 2020 [5 August 2023].
- ^ Repository Notice - Bureau of Transportation Statistics (PDF). ntl.bts.gov. [22 April 2018]. (原始内容 (PDF)存档于17 June 2017).